Что такое октановое число бензина, на что влияет

Октановое число бензина обозначает его устойчивость к самопроизвольному возгоранию (детонации). Чем больше октановое число, тем тем выше детонационная устойчивость бензина, и наоборот. Высокое октановое число говорит о том, что топливо может выдерживать большее сжатие до наступления процесса детонации. Низкое октановое число свидетельствует о небольшой способности топлива к сжатию до наступления момента самовозгорания.

Расшифровка термина «октановое число бензина»

Сам термин не раскрывает, что такое октановое число, потому что в качестве эталонного топлива принята смесь изооктана (а не октана) и н-гептана. Эти два органических соединения были выбраны как эталонные благодаря их свойствам:

Изооктан не взорвется самопроизвольным образом даже при степени сжатия намного выше той, которая создается в бензиновых двигателях стандартного строения. То есть изооктан без каких-либо примесей можно считать бензином с ОЧ 100.
Гептану для самопроизвольного взрыва достаточно даже малого сжатия.

Таким образом, октановое число — это своеобразная шкала, показывающая процентное соотношение долей изооктана и н-гептана. Такое определение означает, что бензин, обозначаемый маркой А-95, будет характеризоваться детонационными свойствами, аналогичными 95% смеси изооктана и н-гептана.

Другие присадки для топлива

Для торможения окислительных реакций в бензины вводят антиокислительные присадки, которые могут быть древесносмольными, представляющими собой смесь фенолов с маслами, параоксифениламин и ФЧ-16, представляющий собой смесь фенолов.

Для предотвращения обледенения карбюратора применяют антиобледенительные присадки. В качестве них используют соединения, растворяющие воду и образующие низкозамерзающие смеси с ней, а также образующие оболочку на ледяных частицах, препятствующие росту и оседанию их на карбюраторных стенках.

Для удаления отложений могут использоваться различные моющие присадки.

Что такое «детонация»

Самопроизвольное, неконтролируемое воспламенение топлива в двигателе называется «детонацией». Это один из опасных процессов, так как происходит резкое повышение температуры и взрыв (скорость сгорания с 15 м/с возрастает до 1,5 км/с).

Детонация провоцирует закоксовку камеры сгорания, образование ударных волн, перегрев, как следствие – быстрый износ двигателя за счет несогласованной работы механизмов.

Такой процесс может быть спровоцирован использованием топлива с низким октановым числом, чем то, которое рекомендовал производитель. Также это может быть вызвано приобретением некачественного бензина, в котором присутствуют легкоиспаряемые вещества.

При стабильной работе бензинового двигателя топливо воспламеняется от искры, когда поршень находится практически в верхней мертвой точке. В случае детонации данный процесс протекает на такте сжатия, возникает противодействие движению поршня, что ведет к перегреву, снижению мощности, и повышенному износу двигателя.

Причины детонации могут быть различными, но одной из самых распространенных является применение бензина с более низким октановым числом, чем рекомендуется для конкретного типа двигателя.

Мощные двигатели внутреннего сгорания рассчитаны на высокую степень сжатия топливно-воздушной смеси. И если в автомобиль, допускающий использование в качестве горючего только 95-й бензин, заправить топливо с октановым числом 80, во время работы двигателя под нагрузкой будет наблюдаться детонация.

При этом применение топлива с требуемым октановым числом еще не гарантирует отсутствие детонации. Дело в том, что недобросовестные производители бензина могут использовать низкокачественные добавки для искусственного увеличения октанового числа. Некоторые из таких присадок, к примеру, метан и пропан, являются летучими и быстро испаряются из топлива, в результате чего октановое число уменьшается.

При обычном плавном сгорании топлива в цилиндре фронт пламени движется со скоростью 20-40 м/с, что позволяет бензину сгореть полностью. При детонации скорость фронта пламени возрастает до 2000 м/с, что подобно взрыву.

Гиперзвуковые ударные волны сдирают масляную пленку на стенках гильз, что увеличивает износ поршневых колец и цилиндров, двигатель перегревается.

Детонация выражается в появлении характерных металлических стуков (удары взрывной волны о стенки цилиндров в двигателе), перегреве и потере мощности двигателя. Детонация ведет к закоксовке камер сгорания и быстрому износу двигателя из-за нарушенной работы механизмов. Это крайне негативное и опасное явление, которое лучше избегать.

Причины возникновения детонации

Детонация может возникнуть при использовании бензина с более низким октановым числом, чем рекомендованным производителем двигателя, например, использование 80-го бензина для двигателя, рассчитанного на 95-й бензин. А также при использовании некачественного бензина с легкоиспаряемыми компонентами.

В такой бензин в качестве присадок могут добавлять метан или пропан, которые очень быстро испаряются, тем самым уменьшают октановое число бензина.

Различные вещества имеют свою собственную устойчивость к детонации, одни более устойчивы, другие — менее. Так, гептан неустойчив к возгоранию, а изооктан — устойчив. Поэтому более устойчивый к детонации бензин содержит небольшое количество гептана и большое количество изооктана.

Спровоцировать детонацию также может неоправданное увеличение частоты оборотов двигателя, неправильный состав смеси, неверно отрегулированный угол опережения зажигания и т. д. Но всё это не относится к качеству бензина, да и мотор современного автомобиля спроектирован так, чтобы не создавать проблем на ровном месте.

Основная же причина детонации — несоответствие детонационной стойкости бензина степени сжатия двигателя, то есть соотношению свободных объёмов его цилиндров в нижней и верхней мёртвых точках.

Чем выше степень сжатия, тем эффективнее работает двигатель, тем большую мощность можно получить с единицы объёма цилиндра. Поэтому степень сжатия у современных двигателей достаточно высокая. Но чем она выше, тем сильнее детонирует бензин.

Общее понятие

Горючая смесь топлива с воздухом перед воспламенением сжимается в цилиндре. Причем степень сжатия зависит от конструкции двигателя и находится в пределах 7–10. Важный момент: бензин должен воспламениться в определенный момент, когда на электроды свечи зажигания подается искровой разряд.

Справка. Стоит прояснить, что означает степень сжатия двигателя. Это цифра, показывающая, во сколько раз сжимается горючая смесь перед воспламенением. Вычисляется просто: общий литраж цилиндра делится на объем камеры сгорания. В старых моторах данный показатель равен 7, в более современных двигателях достигает 9–10.

Если топливовоздушная смесь вспыхнет раньше времени в процессе сдавливания поршнем (как в дизеле), произойдет следующее:

Самовоспламенение бензина вызывает микровзрыв – горение со слишком высокой скоростью.
Энергия вспышки распространяется в двух направлениях – в сторону поршня и камеры сгорания.
Поскольку все клапаны закрыты, удар отражается от стенок и обрушивается на поршень, продолжающий двигаться вверх. Раздается громкий металлический стук поршневого пальца.

Октановое число бензина характеризует его детонационную стойкость и определяется как процентное соотношение смеси двух углеводородов, входящих в состав топлива:

изооктан, практически неспособный к самовозгоранию при высоком давлении;
н-гептан, наоборот, вспыхивает при небольшом сжатии.

Детонационная характеристика изооктана принимается равной 100 единицам, н-гептана – нулю. Чем больше доля первого вещества, тем выше стойкость горючего к самостоятельному воспламенению в процессе сдавливания.

Максимальное октановое число 98 единиц в маркировке бензина означает наибольшую детонационную стойкость. Такое горючее предназначено для моторов с наивысшей степенью сжатия – 10. Соответственно, топливо марки 95 подходит двигателям, сжимающим смесь в 9 раз (таковых подавляющее большинство). Устаревающие версии силовых агрегатов со степенью сжатия 8 используют бензин А-92.

Буква «и» в буквенной части маркировки бензина Аи-95 означает, что октановое число измерялось исследовательским методом.

Максимальное октановое число бензина

Развитие технологии двигателей внутреннего сгорания идет по пути наращивания мощности и увеличения экономичности. С увеличением этих параметров повышаются требования к используемому топливу.

Применение присадок на основе металлоорганики (тетраэтилсвинец, ферроцен и др.) позволяет получить бензин с детонационной стойкостью на уровне 130-140 единиц. Однако в большинстве развитых стран подобные добавки к автомобильному топливу запрещены по экологическим причинам.

Неэтилированные (не содержащие тетраэтилсвинец) бензины могут иметь октановое число до 109 единиц. Большинство современных автомобилей рассчитано на использование бензина с октановым числом 95 или 98.

Гоночные автомобили применяют топливо с повышенным октановым числом – до 102 (согласно техническому регламенту FIA). Высшее октановое число бензина характерно для некоторых видов авиационного топлива – до 115.

Влияние ОЧ на характеристики силового агрегата

Зависимость между скоростью сгорания бензина и ОС имеет линейный вид. Чем ниже октановое число, тем меньше времени требуется для воспламенения ТВС, что напрямую влияет на расход горючего – если оно сгорает быстрее, чем положено, то и поступает в камеру сгорания оно с увеличенной на соответствующее значение скоростью. Но это не значит, что, просто увеличивая ОЧ, мы можем экономить: если сгорание происходит медленнее, чем следует, это тоже плохо, поскольку КПД мотора уменьшается, что приводит к потере приёмистости двигателя и ухудшению динамических характеристик. Заливая в двигатель, работающий на 95-м бензине, горючее с ОЧ, равным 92, вы получите увеличение расхода. Если ситуация будет противоположной (вместо рабочего 92-го заливаем 95-й), расход останется прежним, а мощность мотора снизится. Так что использовать неподходящий бензин можно, но нежелательно. Делать это рекомендуется только при форс-мажорных обстоятельствах, но никак не на регулярной основе.

Методы определения октанового числа

Официально на территории России октановое число измеряется двумя способами – «исследовательским» и «моторным». Указанные методы предусматривают использование специализированных установок на основе одноцилиндровых моторов с возможностью контроля степени сжатия и температуры топливной смеси. Алгоритмы измерения детонационной стойкости для указанных методов совпадают.

Образцы бензина сравниваются с эталонными смесями. Задачей исследования является выбор эталона, который будет детонировать с той же интенсивностью, как и исследуемое топливо.

Различие данных методов заключается в режимах работы установок, в которых происходит исследование детонационной стойкости. «Моторный» метод предусматривает изучение бензина в условиях максимальной мощности работы двигателя при увеличенной температуре впрыскиваемой топливно-воздушной смеси.

В ходе испытания количество оборотов мотора равно 900 в минуту, температура впрыскиваемой топливно-воздушной смеси – 149 °С. Условно считается, что данный режим работы мотора характерен для движения автомобиля за городом.

«Исследовательский» метод дает возможность определять октановое число бензина при частичной нагрузке мотора. Обороты устанавливаются на отметке 600 в минуту, температура впрыскиваемого топлива равна 52 °С. Подобный режим работы имитирует движение автомобиля в городе.

Значения исследовательского и моторного октановых чисел, как правило, не совпадают. Разница между ними называется чувствительностью топлива. В связи с этим при выборе топлива необходимо обращать внимание на то, каким методом производилось определение детонационной стойкости. Кроме того, в разных странах маркировка топлива может различаться.

К примеру, в Европе основным показателем является RON. В США и Канаде распространен другой параметр – AKI – среднее значение между исследовательским и моторным октановыми числами.

В связи с тем, что в руководстве по эксплуатации техники указываются требования к бензину с маркировкой страны-производителя, владельцу автомобиля иностранного производства следует использовать таблицы октановых чисел, чтобы выбрать наиболее подходящее топливо.

Указанные выше методы определения детонационной стойкости трудоемки и требуют наличия специализированного оборудования и реактивов. При этом многих автолюбителей интересует вопрос, как проверить октановое число бензина в домашних условиях. В связи с этим широкое распространение получил способ экспресс-оценки октанового числа с помощью так называемых «октанометров».

Указанные приборы измеряют диэлектрическую проницаемость бензина и сравнивают полученное значение с базой данных, заложенной в память прибора. Однако данный способ не отличается высокой точностью, поскольку показания прибора сильно зависят от типа топливных присадок, используемых производителями бензина.

В целом октановое число относится к наиболее трудноопределяемым параметрам бензина. Стандартные арбитражные методы его количественной оценки предусматривают весьма затратные моторные испытания на стационарных стендовых установках, производящихся всего в четырёх странах мира (США, Россия, Германия, Китай) и недоступных массовому потребителю.

Как определить октановое число бензина самостоятельно

Октановое число можно определить с помощью специального прибора — октанометра, который дает очень примерное показание с большой погрешностью (в 5-10 единиц). Его можно приобрести в свободной продаже, но точного ответа на вопрос об октановом числе бензина он не даст.

Принцип действия октанометра основан на измерении диэлектрической проницаемости бензина и расчету октанового числа по калибровочной зависимости. Поэтому, можно сказать, что октанометр измеряет не октановое число, а импедансную электропроводность бензина, которая зависит от количества высокооктановых углеводородов.

Проще сказать, что измерить точно октановое число бензина самостоятельно невозможно.

Наиболее популярные октанометры: ОКТИС, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, ОКТАН-ИМ, Digatron, SHATOX SX-100M.

Октановое число в маркировке бензина

Автомобильный бензин маркируется буквой «А», в отличие от авиационного, который имеет обозначение «Б». Буква «И» обозначает октановое число, которое получается лабораторным исследовательским методом.

Бензин маркируется в лабораториях, где испытуемая смесь сравнивается с эталонным образцом. Бензин, в составе которого находится 95% изооктана и 5% гептана, получает маркировку АИ-95. Цифра 95 говорит о процентном содержании устойчивого изооктана в составе бензина.

Бензин различных марок (АИ-92, АИ-95, АИ-98, экстра-, евро-) имеет не только разное октановое число, но и отличается особенностями производства, наличием антидетонационных присадок и различных добавок.

Сгорание бензина с различным октановым числом

Скорость сгорания топлива напрямую зависит от октанового числа. При нормальной работе двигателя бензин внутри цилиндров должен мягко постепенно сгорать, а не взрываться. При таком режиме сгорания двигатель работает плавно и равномерно.

При использовании низкооктанового бензина, степень сжатия в цилиндре превосходит максимальное значение и топливная смесь самопроизвольно воспламеняется, т. е. детонирует раньше, чем свеча зажигания успевает подать искру.

При использовании высооктанового бензина степень сжатия топливной смеси в цилиндре не достигает требуемого значения, при котором происходит равномерное сжигание топлива. Бензин при этом будет гореть слишком медленно и не успеет сгореть до конца.

Из практики использования ТЭС

Автомобилисты, имеющие значительный стаж вождения, знакомы с «красными свечами». Окраска свечей в данный цвет происходила тогда, когда в низкооктановый бензин подливали вместо ТЭС с выносителями чистый антидетонатор. Это приводило к освинцовыванию данных устройств. После этого отремонтировать и восстановить свечи уже невозможно. Таким образом, детонационная стойкость бензина характеризуется не бездумным, а правильным применением специально предназначенных для этого антидетонаторов.

Этилированные бензины способствуют меньшему износу кулачков на распредвалах, по сравнению с использованием бензинов без ТЭС. Предполагают, что продукты, образующиеся в результате сгорания, попадали через масло на поверхность, что защищало ее от износа. Последний уменьшался и по отношению к другим деталям двигателя при использовании этилированных бензинов.

Как влияет на двигатель бензин с более низким октановым числом

Если по какой-то причине заправить автомобиль бензином, имеющим октановое число ниже, чем рекомендовано производителем двигателя (например, использовать Аи-92 вместо АИ-98), это не приведет ни к чему хорошему для двигателя.

При работе на низкооктановом бензине в цилиндрах возникает детонация, то есть самовоспламенение, раньше, чем искра свечи зажигания подожжет топливную смесь.

Через некоторое время эксплуатации машины возникнут посторонние звуки, идущие из мотора, снизится его мощность, увеличится расход бензина. Повысится температура двигателя, которая увеличит температуру в выхлопном катализаторе, что приведет к снижению его прочности.

В такой ситуации во время движения важно не допускать увеличения оборотов двигателя; на ближайшей заправке надо заправиться нужной маркой бензина.

Иногда низкооктановый бензин заливают в попытке сэкономить деньги, так как современные автомобили оснащены системами, позволяющими справится с таким топливом. Но, к сожалению, увеличенный расход топлива сводит на нет такой эксперимент. Экономии не получится, а нагрузка на двигатель увеличится.

Детонационная стойкость различных типов двигателей

Высокая детонационная стойкость автомобильного бензина характерна для легкотопливных двигателей. Она обеспечивает нормальное сгорание данных видов топлива в различных режимах эксплуатации двигателя. Процесс возникновения детонации в данном случае был рассмотрен выше.

Для обеспечения нормального рабочего цикла в дизельных двигателях, которые работают за счет самовоспламенения от сжатия рабочей смеси, детонационная стойкость топлива должна быть низкой. Для данных двигателей используется такая характеристика, как «цетановое число», которая показывает период времени от попадания топлива в цилиндр до начала осуществления его горения. Чем оно выше, тем меньше задержка, тем более спокойно осуществляется горение топливной смеси.

Как влияет на двигатель бензин с более высоким октановым числом

Вопреки распространенному мнению, что бензин с более высоким октановым числом является более качественным и поэтому всегда лучше, это не так. Если залить в машину бензин с октановым числом выше рекомендуемого (например, залить АИ-98 вместо И-92), это также не несет ничего хорошего для двигателя.

Работа мотора на таком бензине также ведет к увеличению расхода топлива, снижению мощности, образованию нагара на свечах, поршнях и клапанах.

Использование высокооктанового бензина подразумевает большую степень его сжатия в цилиндрах для нормального процесса горения смеси. В двигателе, который не рассчитан на такое сжатие, происходит слишком медленное горение топлива. Бензин не будет успевать сгореть до конца.

Что далее приведет к перегреву выпускных клапанов. Если они прогорят, то потребуется капитальный ремонт двигателя, который займет много времени и денег.

Чтобы избежать негативных последствий езды на бензине с октановым числом, выше или ниже рекомендованного значения, лучше всего использовать бензин, подходящий именно для вашего двигателя.

Основной вывод о влиянии октанового числа бензина на расход топлива можно выразить так: если октановое число ниже требуемого, то расход топлива увеличится; если выше — то останется без изменений.

Степень сжатия и ОЧ

Все возможные разновидности бензинов характеризуются вполне конкретным показателем степени сжатия, который регламентируется ГОСТом. Ознакомиться с соответствием октанового числа степени сжатия можно из следующей таблицы:

Название бензина	ОЧ		ГОСТ	Степень сжатия
Название бензина	ОЧИ	ОЧМ	ГОСТ	Степень сжатия
А72	72	208477	7.00
А76	76	208477	7.50
АИ80	80	76	5110597	8.00
АИ91	91	82.5	ФС 5110597	9.00
АИ92	92	83	ТУ 38001168/97	9.20
АИ93	93	85	208477	9.30
АИ95	95	85	ФС 5110597	9.50
АИ96	96	85	ТУ 38001168/97	9.60
АИ98	98	87	ФС 5110597	10.00

Применение бензина с несоответствующим октановым числом для двигателя

Применение бензина с низким октановым числом. Если получилось так, что вы заправили машину низкооктановым топливом , то прислушайтесь к двигателю. Если двигатель работает стабильно , но плохо тянет , в этом нет ничего страшного , просто сожгите весь низкооктановый бензин и в дальнейшем заправьте бензин с нормативным октановым числом. При этом старайтесь избегать динамичной езды , для избежания детонации в двигателе. Но если с двигателя слышны звонкие звуки , которые часто путают со стуком клапанов, то это означает, что смесь детонирует ранее чем закрываются клапана . Фактически это взрывная волна распространяется по блоку двигателя и в выхлопную систему. В данном случае это может привести к прогоранию поршней и выпускных клапанов, факт негативного воздействия будет в наличии . » Естественную » детонацию можно иногда наблюдать в случаях чрезмерной нагрузки двигателя , при подъеме в горку , при движении на повышенной передаче . Длительная работа двигателя даже с «естественной» детонацией недопустима , так как это может привести к перегреву двигателя и ,как следствие, повреждения прокладки головки блока цилиндров , прогорания поршней и клапанов.

Как понизить октановое число бензина

С недавнего времени с заправок исчез бензин с октановым числом 76 и 80. Но при этом большое количество техники, которая ещё на данный момент эксплуатируется, требует для своей нормальной работы именно такое топливо. Особенно часто возникают такие сложности с мотоблоками, выпущенными около 10 лет назад или же более. Приобретать новый — достаточно дорогостоящее мероприятие. Именно поэтому вопрос по поводу снижения октанового числа бензина очень актуален.

При заливке 92-го бензина вместо 80 или даже 76 двигатель обычно работает неровно, либо заводится и сразу глохнет. Потому прежде, чем использовать 92-ой, следует понизить его октановое число до приемлемого в конкретном случае. Существует несколько «народных» способов осуществить данную процедуру в домашних условиях: оставить канистру с бензином на открытом воздухе с незакрученной пробкой — каждый день величина октанового числа снижается на 0.5; использовать как добавку керосин — данный метод ранее использовался на старых автомобилях (достаточно сложно будет выбрать подходящие пропорции). При этом прежде, чем использовать такой метод, необходимо будет обязательно измерить величину октанового числа.

Применение бензина с высокооктановым числом

Не нужно пытаться применять высокооктановый бензин для автомобилей чьи двигатели не рассчитаны на него. Минусы такого применения тоже очевидны , если изначально конструкция была разработана под низко октановые числа бензина и вы применили высоко октановый бензин , то это повлечет полную перенастройку впускных и выпускных газов а возможно и замену некоторых составляющих двигателя. Время горения бензина в этом случае дольше и фактически нужно будет настроить поршневую группу и воспаление таким образом что бы расширение объема цилиндр — поршень равнялось времени горения , при этом клапана были бы закрыты . Фактически на настроенном двигателе бензин сгорает с опозданием , при этом также будет происходить потеря мощности .

Как самостоятельно повысить октановое число

Увеличение детонационной устойчивости в промышленных условиях происходит следующим образом:

Меняется технологический процесс: в состав добавляют катализаторы на основе рения. Этот этап увеличивает количество разветвленных элементов, увеличивая ОЧ.
Меняется состав: к изначальной форме топлива добавляют детонаторы.

Однако скорректировать показатели топлива можно и в домашних условиях посредством применения добавок для увеличения октанового числа:

Octane Plus Hi Gear – на 5-6 единиц;
Octane Plus Liqui Moly – на 2–5 единиц;
Astrohim Октан Плюс – на 3–5 единиц;
Lavr Next Octane Plus – до 5-6 единиц;
Тотек УМТ (российского производства).

При самостоятельном использовании присадок к бензину следует помнить, что они влияют не только на устойчивость топливной смеси к детонации, но и на другие технические характеристики бензина и работу двигателя.

Как понизить октановое число

Для понижения октанового сисла бензина прибегают к следующим методам:

Самый легкий метод — естественное испарение летучих высокооктановых добавок. Надо открыть емкость с топливом и подождать. Снижение октанового числа происходит с ориентировочной скоростью 0,5 единиц в день.
Добавление керосина. Более быстрый, но сложный метод, так как трудно рассчитать нужную пропорцию керосина, чтобы октановое число не снизилось слишком сильно.

Современные методы переработки нефти позволяют получать высокооктановое топливо без добавления токсичных химических веществ, загрязняющих природу.

Следует помнить, что высокооктановый бензин — это не всегда хорошо. Топливо не должно наносить вред двигателю автомобиля, поэтому лучше использовать бензин, рекомендованный производителем конкретной марки машины.